防撞报警器的软件设计 - 超声波汽车倒泊防撞报警器的设计

4 超声波汽车倒泊防撞报警器的软件设计

　　超声波汽车倒泊防撞报警器的软件采用汇编语言。程序流程如图5所示。

　　

 

　　系统联调时发现，当检测环境比较复杂时，检测值会出现常数0或随机数的现象，因此，实际检测并不是以一次检测值进行计算的，而是将本次检测值与之前连续9次的检测值(共10次)进行比较(取平均值)，从而得出一个最终检测结果，再计算出距离，根据距离所属的范围报警。检测一次所需时间为50ms。

　　一般报警程序中所需的时间参数都是由定时器通过硬件计数进行中断控制，但是超声波检测中，在发射信号期间不允许中断，否则导致发射信号频率不精确;同时在检测过程中如果产生定时器中断，也会给计数带来误差。因此，报警程序不采用中断方式，而是将检测报警所需的时间参数与单次检测时间(50ms)结合起来，将蜂鸣器的鸣响频率和LED的闪动频率规定为500ms，即检测10次的时间。报警时间参数与检测次数之间的关系如表1所示。

　　

 

　　检测主程序如下:

　　org 0300h

　　lda #00

　　sta counta ;报警计数器清0

　　lda #$fd

　　sta portad ;设置A口输入/输出方向

　　lda #$ff

　　sta portbd ;设置B口输入/输出方向

　　ldx buffer ;缓冲区首地址 → x

　　transmit： jsr transp ;调用发射20个脉宽为250μs方波子程序

　　jsr del450μs ;延时450μs

　　lda #00

　　sta ，x ;用于计时的缓冲单元清0

　　next： lda porta ;检测处理器接收管脚是否为低电平

　　and #$03

　　cmp #$02

　　bne check ;检测到低电平，退出计时

　　cmp #$01

　　bne check ;检测到低电平，退出计时

　　cmp #$03

　　bne check ;检测到低电平，退出计时

　　jsr del20μs

　　inc ，x ;计时缓冲单元内容加1

　　lda #$max

　　cmp ，x ;判断计时值是否超过限定最大值max

　　beq check ;若超过，退出计时

　　jmp next ;否则，继续检测计时

　　check： incx ;缓冲区地址加1

　　jsr distance ;调用计算距离子程序

　　jsr aver ;调用求平均值子程序，同时设置距离标志flag和报警参数

　　jsr alarm ;调用报警子程序，根据报警参数报警

　　jsr del30ms ;延时30ms

　　jmp transmit ;继续下一次检测

　　end

　　实际使用证明，该报警器性能比较稳定，已达到实用要求。硬件设计中充分考虑了反射信号的复杂性和不稳定性，对反射信号进行了一系列的滤波、放大与检波处理。软件设计采用结构化程序设计思想，结构简洁，尤其是独特的报警算法，避免了定时器中断对检测精度的影响。

　　分析可知，该报警器在性能上还可以做如下改进:

　　(1)采集数据的处理算法问题。该报警器采用的是连续10次采集数据求平均值的处理算法。当环境比较复杂时，采集数据会出现0或随机数情况，对平均值算法的结果有很大影响，不利于测距精度的提高，所以选择优化算法是软件设计仍需改进的难点之一。

　　(2)改进采样方式。该报警器采用查询方式采样数据，查询一次的步长是50ms，因此每次采样的最大误差是50ms。如果采用其它方式检测，例如中断方式，还可以将采样误差控制到最小。

　　(3)温度对声速的影响。如果考虑环境温度变化对声速的影响，硬件设计中必须进行温度检测，在软件中进行温度补偿计算，进一步减小测距误差，使性能更加稳定。